徐繼紅 王曉寧 蔡貝
摘 要:只要城市不斷發(fā)展,建筑行業(yè)和建筑技術(shù)就會(huì)隨之發(fā)展下去。因?yàn)榻ㄖ袠I(yè)發(fā)展迅速的大趨勢(shì),很多附屬行業(yè)也發(fā)展的欣欣向榮,例如建材工業(yè)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高人們對(duì)建筑的要求,也提高了城市對(duì)于優(yōu)質(zhì)建筑的需求。高層建筑工程是城市化的重要組成部分,所以高層建筑的施工質(zhì)量的要求相對(duì)于其他建筑要高很多。其中,高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。做好高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),不僅可以優(yōu)化高層建筑質(zhì)量,同時(shí)也宏觀的推動(dòng)了建筑行業(yè)和國(guó)家城市化以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高層混凝土建筑;結(jié)構(gòu)
因?yàn)槲覈?guó)人口基數(shù)龐大的特點(diǎn),國(guó)家部分城市化發(fā)展迅速的代表是高層建筑雨后春筍般的出現(xiàn)。也因?yàn)閲?guó)家自然災(zāi)害讓人們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今建筑質(zhì)量其實(shí)并不理想這一問題,所以無(wú)論是國(guó)家還是普通百姓對(duì)于高層建筑的抗震能力都很重視。在高層建筑工程中,高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以保證高層建筑具有一定的抗震能力,因此被廣泛的運(yùn)用其中。
一、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
為了優(yōu)化建筑質(zhì)量,可以使得建筑可以二次使用,從而節(jié)約成本,減小自然災(zāi)害對(duì)人類財(cái)產(chǎn)的殺傷力;在經(jīng)歷嚴(yán)重地震的時(shí)候,可以盡可能的減少對(duì)人類的生命傷害,在中度地震之后,建筑并不會(huì)輕易坍塌,而是可以讓人們?cè)俣染S修使用,在輕度地震的時(shí)候,建筑可以沒有任何損壞和嚴(yán)重的破壞性。但是高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,并不是可以隨意設(shè)計(jì)的,而是要綜合考慮高層混凝土建筑的受力能力,角度問題,構(gòu)架問題以及剛?cè)崤浜系惹闆r。使得強(qiáng)剪強(qiáng)彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在規(guī)定范圍之內(nèi)。保證高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的質(zhì)量在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
剛度需求是高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要的一部分,滿足剛度的需求可以在實(shí)質(zhì)上提高高層建筑的質(zhì)量。其中高層建筑的建材特性、受力能力、現(xiàn)實(shí)環(huán)境、物理構(gòu)架等都要被考慮其中。通過協(xié)調(diào)和調(diào)節(jié)高層混凝土建筑,使得高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度合理適中,保證抗震的性能,并且不能讓高層混凝土建筑的波動(dòng)受力超出安全范圍。如果做到這一點(diǎn),就可以保證在這個(gè)安全范圍內(nèi)出現(xiàn)任何構(gòu)架結(jié)構(gòu)上的小偏差都不會(huì)影響到整體的影響,或是如果發(fā)生稍微嚴(yán)重一點(diǎn)的情況,也可以通過維修使其回復(fù)正常。所以滿足剛度需求的重要性不言而喻。
二、優(yōu)化高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(一)結(jié)構(gòu)功能的優(yōu)化
綜合高層混凝土建筑的整體結(jié)構(gòu)性能以及功能,我們可以看出高層混凝土建筑的抗震功能的資金投入和其性能是成正比的。所以優(yōu)化它的結(jié)構(gòu)功能是主要的任務(wù),前提是考慮到不同環(huán)境和不同因素的影響。
(二)結(jié)構(gòu)體系選擇的優(yōu)化
懸掛結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等都是高層混凝土建筑的形式。高層混凝土建筑不僅僅要注重優(yōu)質(zhì)的抗震能力,它同時(shí)要考慮到現(xiàn)代美學(xué)、社會(huì)效應(yīng)、施工造價(jià)、剛度強(qiáng)度、工程特性等眾多因素。涉及到的專業(yè)知識(shí)也并不僅僅是建筑學(xué),還要涉及到經(jīng)濟(jì)學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、力學(xué)等等。結(jié)合不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),選擇出適合不同構(gòu)架建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系。
(三)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化
平衡高層混凝土的使用,平衡其受力點(diǎn),使其平面布置規(guī)則對(duì)稱,讓剛度在橫向、豎向、和立體面當(dāng)中均勻分布,這樣才能保證建筑的質(zhì)量均勻分布。其中剛度特征值、平面布局、剪力墻設(shè)計(jì)師需要精細(xì)計(jì)算的。保證建筑整體性能到達(dá)同一高度。
三、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的策略
(一)地基、場(chǎng)地的選擇
場(chǎng)地選擇和地基的可以直接的影響到高層建筑的抗震功效。所以地基以及場(chǎng)地的情況則可以被視為建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)要素。那么要如何選擇正確的場(chǎng)地的構(gòu)建地基呢?首先要了高層建筑的所屬地區(qū)的地理形勢(shì),了解這個(gè)地區(qū)是否經(jīng)常發(fā)生地震,發(fā)生的地震平均是什么強(qiáng)度,地震的平均破壞度等都要調(diào)查清楚。獲得最準(zhǔn)確最全面的數(shù)據(jù)用以參考,在此之后就是就這些收集到的資料進(jìn)行研究,預(yù)測(cè)造價(jià),得出結(jié)論來(lái)設(shè)計(jì)最有效的防震的構(gòu)建方式,避免掉一切不利于防震的環(huán)境限制。進(jìn)行綜合評(píng)估來(lái)制定關(guān)于高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案。我們選擇場(chǎng)地的時(shí)候,高密度的、適中硬度的巖石是首要選擇。這里需要注意的是,柔軟的基土是不利于防震的,它也會(huì)影響到高層建筑的地基堅(jiān)實(shí)度。如果某些因素不能避免,那么我們可以專攻一個(gè)方面,克服這一方面帶來(lái)的不便。
(二)規(guī)則性予建筑結(jié)構(gòu)的重要性
建筑受力點(diǎn)要平均分布是使得建筑實(shí)現(xiàn)可靠性的重要條件。規(guī)則性于建筑結(jié)構(gòu)也是如此。建筑結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)規(guī)則性可以使建筑的質(zhì)量更上一層。比較規(guī)整平衡的圖形總是很高頻率的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)平面圖中。原因是比較規(guī)則平穩(wěn)的圖形受力能力和施力面積比較平均,從整體上講,整體建筑多使用規(guī)則圖形,也會(huì)更加穩(wěn)固。簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)平面圖和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)平面圖相比更加有實(shí)用性,是因?yàn)楹?jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)平面圖利于現(xiàn)實(shí)中的施工環(huán)節(jié),不會(huì)出現(xiàn)很多重大錯(cuò)誤。
(三)建筑結(jié)構(gòu)材料的選取
在地基、場(chǎng)地選擇、規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,選擇建筑構(gòu)建材料是重要的工作之一。這就呼應(yīng)到前文的高層混凝土延展性的問題。所有的建筑構(gòu)件需要具有一定程度的延展性。在遭受地震的時(shí)候,可以因?yàn)椴牧系难诱剐远苊飧蟮膿p害。選擇優(yōu)質(zhì)韌性的鋼筋,選用以HRB335級(jí)、HRB400級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)的熱軋鋼筋作為垂直方向受力的鋼筋。選擇型號(hào)為HPB300、HRB335、HRB400的熱軋鋼筋為箍筋。
四、結(jié)語(yǔ)
高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被高層建筑使用并且有極高的要求。綜合設(shè)備和結(jié)構(gòu),使高層建筑具有優(yōu)質(zhì)的抗震能力,設(shè)計(jì)人員需要了解不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),通過調(diào)查、研究、研討等方式得出最佳方案。實(shí)現(xiàn)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最大價(jià)值。
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